JPS59189372A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、たとえば電子写真機や静電記録装置等に用い
られる静電潜像の現像装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近時、」二記種の′：ｆＪＪ、像装置としては、互いに
位相の異なった交＠電圧を発生する電源と、現像剤を静
電潜像に供給する担持体と、この相持体の表面もしくは
内部に少な（とも３つ以上の電極を設け、上記電源と上
記電極とを電気的に接続し、上記担持体表面に進行波形
の交番電界を生じせしめる手段と、この交番電界内に荷
電した現像剤を置く手段と、上記交番電界で上記現像剤
を飛跳かつ移動させることにより表面に静電潜像を有す
る保持体に送りその静電潜像上に現像剤像を形成する手
段とを具備したものが提案されており（特願昭５７−１
０３０３７号および特願昭５７−１１７２３３号）、こ
の現像装置によれば、■　担持体表面の大ぎな交番電界
により現像剤を遠くに飛跳することができるので、担持
体と保持体との間隙を太き（とることが可能となる。

■　現像剤を移動するために担持体を機械的に動かす必
要がない。

従って担持体の機械的振動や担持体と保持体との間隙を
一定に保つための手段が不用で−ある。

■　現像剤が保持体と担持体の間で往復運動を起こさな
いため効率の良い現像が可能である。

■　荷電した現像剤のみが保持体上の静電潜像に付着す
るのでカブリがない。

■　現像剤が分散した一次粒子のり２ウド状態で静電潜
像に伺着するため、緻密な画像が得られるばかりか、階
調性および細線杓現住が良く、シかも、エッチ効果の効
いたシャープな画像が得られる。

■　保持体を放電により破壊しない。

■　非接触現像が可能であることから、保持体を機械的
に破損することがないとともに、現像剤を担持体表面に
凝集させることがなく、しかも、先行して静電潜像に付
着している現像剤像を乱さないで後現像ができるため、
カラーの複写機への導入が容易である。

しかしながら、上記装置では、次のような問題がある。

すなわち、現像剤は担持体表面との摩擦帯電によって電
荷を獲得し、電極間の交流電界によって振動、浮遊し、
この振動によってより一層摩擦帯電が促進されるが、担
持体表面に舒かれた現像剤粒子が振動を開始する際に、
予め充分な電荷を獲得していない粒子は振動運動を開始
することができず、担持体表面に滞留してしまう　、。

また、上記の問題を解決するために従来の二成分現像法
に用いられていた現像剤とは異なる特殊な現像剤、すな
わち、特殊な帯電制御剤の混入、流動性改良のための球
型化、比重の低下等の処理を行なったものを使用しなけ
ればならなかった。

さらに、現像剤の帯電量が小さい場合にも振動運動を起
動できるように電極間距離を小さくすることによって電
極間の電界を増大させる必要があり、したがって微細な
電極パターンを形成しなければならないため、電極の製
造コストが嵩み、しかも各電極に高い電圧を印加するこ
とも不必要となるため、電極間の放電破壊によって電極
や担持体が損なわれるという事態が発生する。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、その目
的とするところは、特殊な処理の施されていない一般的
な現像剤を使用した場合にも、現像剤の振動運動が安定
かつ均一に起動され、以て均一性の良い烏品質な現像画
像を安定して得ることができ、しかも、担持体表面の電
極パターンを微細なものとする必要がなく、製造コスト
が安価になるとともに、担持体表面の電極に高電圧を印
加する必要がなく、放電破壊による破損等が生じない現
像装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、静電潜像に対向配置された現像剤担持体と、
この現像剤担持体に配設された複数の電極と、これら電
極間に時間的に変化する電界を形成することにより、上
記現像剤担持体に担持される現像剤をスモーク状態にし
て上記静電浩保持体に供給する電界形成手段と、上記現
像剤担持体に担持された現像剤を荷電する帯電器とを具
備したことを特徴′とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の第１の実施例を第１図を参照しながら説
明する。図中ｌは５ｅ−Ｔｅ系感光層２を有する静電潜
像保持体としてのアルミ製ドラムであり、このドラム１
は接地されているとともに、たとえば８９ｗ／ｓｅｅの
条件で矢印方向にＤ　？ｒ＜　するようになっている。

また、上記ドラム１表面の感光層２にはたとえば＋３０
０〜＋８００■の正極性に帯電された静電潜像３・・・
が形成されている。この静電潜像３・・・は、たとえば
ドラム１表面の感光層２に周知のコロナ放電器またはロ
ー２帯電器等によって一様に帯電させた後、像露光を行
なうことによって形成されている。

なお、これ以外に、形成すべき像に応じたパターンを陰
極線管もしくはレーザ光を用いて形成したり、あるいは
針電極、発光ダイオード等を用いて静電荷のドツトパタ
ーンを形成してもよ（１０ また、４は上記ドラム１に対向して配置され、矢印方向
に回転する現像剤担持体としての筒状ローラであり、こ
の筒状ローラ４はたとえば外径４０朋の中空のアルミニ
ウムロールの表面および端面にポリイミド樹脂薄膜をコ
ーティングしてなるものである。また、上記筒状口＝２
４の表面には互に電気的に絶縁された複数の銅製線状電
極５１〜５，６　が幅方向に泊って、かつ互に平行に配
設されている。これら銅製線状電極５゜〜５□６はたと
えば筒状ローラ４外局面のポリイミド樹脂薄膜に銅薄膜
を真空蒸着法等により蒸着し、これを選択的にエツチン
グすることによって形成されており、それぞれ幅が０．
５　ｍｖｎ　、厚さが５μｍで、電極間距離がＱ、２　
ｍｍとなっている。

また、これら線状電極５１〜５１６　端部からは導線は
図示しないブラシが取付けられている。

また・上記ドラムｌに対向する」二記筒状ロー２４内の
領域には彎曲した複数の給電用電極７、〜７．が筒状ロ
ーラ４の円周面に一定の間隔な存してそれぞれ固定され
ており、これら給電用電極７□〜７．にはこれら電極７
□〜７．の領域に移動してきた上記線状電極７１〜７．
の導線６□〜ら　が接触するよ５ＩＣなっている。また
、上記給電用電極７１〜７．の５ち、給電電極７１　ｖ
　７ｍ　＋　７６は交流電源８に、７２．７４は直流電
源９にそれぞれ接続されている。

また、１０はホッパーであり、このホッパー１０から供
給される現像剤としてのトナー１１は、絶縁性で、その
成分はスチレン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リエステル樹脂、マイレン樹脂、或いはその共重合体等
の樹脂中にカーボンブラック、顔料等の着色剤や染料等
の荷電制御剤を所望の割合で配合した一般的な粒子状の
ものである。また、上記ホッパー１゜の上記筒状口−２
４の回転方向後段にはトナー１１をたとえば負極性に帯
電させるとともにトナー１１の層厚を規制するための弾
性ブレード１２が設けられている。

さらに、上記筒状口−２４にはコロナ帯電器１３が近接
対向していて、直流電源１４によりコロナワイヤー１５
に負極性の電圧が印加されることにより、上記ホッパー
１０から筒状口−２４に供給され担持されるトナー１１
をドラム１に対向する以前に荷電するようになっている
。

このような構成によれは、筒状ロー２４を矢印方向に回
転すると、トナー２６はホッパー１０から筒状ロー２４
表面に供給されるとともに、弾性ブレード１２の規制作
用により、薄層化される。こうした筒状ロー：）４０回
転とともに、コロナワイヤー１５に直流電源１４によっ
て負電圧（例えは−６ＫＶ　）を印加することにより、
負イオンを発生するコロナ帯電器１３の下方に到達した
トナー１１は、発生した負イオンの吸着により一様に負
極性に帯電される。また、筒状ローラ４表面の線状電極
５Ｉ〜５１６　のうちドラム１に対向するたとえば線状
電極５１〜５．に、回転しない給電用電極７□〜７．を
介して交流電圧（たとえばｔｏｏＶｐ−ｐ、ｔＩ（Ｉ−
１ｚ）および直流ＩＥ圧（たとえばＯＶ）が各々１本お
きに印加されると、隣り合う線状電極５□〜５３間に交
流電界が発生し、コロナ帯電器Ｉ３によって充分な電荷
をあらかじめ獲得しているトナー１ノは上記交流電界の
作用で振動運動を開始し、筒状ローラ４の表面付近に浮
遊之スモーク化する・この状態において、ドラムｌの回
転と共に筒状ロー２４に正極性の静電潜像が接近すると
、浮遊しているトナーＩＺは潜像に引き寄せられ現像が
行なわれる。

したがって、特殊な処理の施されていない一般的なトナ
ー１１を使用した場合にも、トナー１１の振動運動が安
定かつ均一に起動され、以て均一性の良い高品質な現像
画像を安定して得ることができる。しかも、筒状ロー２
４表面の電極パターンを微細なものとする必要がなく製
造コストが安価になるとともに、筒状ロー２４表面の電
極５１〜５．６　に高電圧を印加する必要がな（、放電
破壊による破損等が生じない。

次に、本実施例における実験例を説明する。

先ず−コロナワイヤー１５と筒状口−２４の表面との距
離を２０７１１ｍ　、コロナワイヤー１５に印加する電
圧を−６ＫＶ　、線１次電極５□〜５１０間の距離を０
．２　ｎ＋ｍとした場合、交流電圧ｔｏｏＶ、、。

ＩＫｌ（ｚ　、直流電圧０■の条件下では、コロナ帯電
を行なわない時にはトナーの振動、浮遊は全く見られな
かった。同じ条件下でコロナ帯電を行なうと、交流電界
中に存在するトナー１１は爆発的に振動を開始し、電極
間で激しく往復運動を行なってスモーク化した。このよ
うな振動によってトナー１１の凝集は破壊され、トナー
ＩＩは一次粒子となってドラム１０表面に付着するため
、得られる現像剤像は、細線再現性に優れ、階調再現性
に富んだ非常に緻密なものとなった。

また、線状電極５．〜５□間距離をＱ、５　ｍｍとする
と、これら線状電極５１〜５．、にどのような電圧を印
加してもトナーＩＩの振動を起動することができなかっ
たが、上記の条件下でトナー１）をコロナ帯電すると、
交流電圧４００■ｐ、、−ｐ。

１Ｋｔ−１ｚ　、直流電圧０■でトナーは激しく振動を
開始した。

さらに、トナー１１のコロナ帯電を行なわない場合、ト
ナー１ノは染料等によって充分に極性制御されたもので
なければならず、また特にトナー１１を球型化すること
によって流動性を向上させないと、どのような条件下で
もトナーノ１は殆んど振動を開始しなかった。しかし、
コロナ帯電を行なうと、従来の二成分現像法に使用され
ている一般的なトナー１１を使用した時にも、トナー１
ノは爆発的に振動を開始した。

次に本発明の第２の実施例を第２図および第３図を参照
しながら説明する。なお、第２図中、上記第１図と同一
構成部分は同符号を付して説明を省略する〇 すなわち、ドラム１の下方には開口部Ｉ６および傾斜底
面Ｉ７を有した容器１８が設けられ、この容器１８の内
部にはトナー１ノ、上記ドラム１に所定の間隙を介して
対向する状態に固定された現像剤担持体としての担持板
１９、この担持板１９に担持されるトナー１１を荷電す
るコロナ放電器１３およびトナー１ノを攪拌する攪拌子
２０が配置されている。上記担持板１９は、第３図にも
示すように、水平板部２１の両端から斜め下方外方へ短
傾斜板部２２と長傾斜板部２３を延出した形状の絶縁体
よりなり、上記傾斜底面１７の傾斜下端側に長傾斜板部
２３の下端がトナー１１中に浸漬する状態で、その傾斜
上端側に短傾斜板部２２の下端がトナー１１中に浸漬し
ない状態でそれぞれ位置されている。

また、担持板１９の表面には線状電極２４１〜２４．２
　が幅方向に泊って、かつ互いに平行に設けられている
。これら電極２４．〜２４１２には交流電源２５．２６
．２７によって互いに位相の異なる多相の交流電圧が印
加されるようになっている。すなわち、これら交流電源
２５．２６　。

２７は、たとえば位相が１２０度ずつ異なる三相交流電
源であり、電源２５が線状電極２４１゜２４、．２４７
，２４、ｏに、電源２６が線状電極２４゜。

２４、　、２４８．２４．、に、電源２７が線状電極２
４ｓ。

２４６．２４．．２４１２にそれぞれ接続されている。

そして、交流電圧が印加されると、担持板１９の表面に
は長傾余１板部２３から水平板部２１゜短傾斜板部２２
へと時間的に進行する進行波型の交流電界が発生ずるよ
うになっている。

しかして、担持板１９の長傾斜板部２３の下端側表面に
は常にトナー１１が存在しており、このトナー１１は担
持板１９の表面との摩擦によって負極性に帯電している
。そして、電極２４、〜２４．２に電圧が印加され、進
行波型の交流電界が生せしめられると、トナー１１が線
状電極２４□〜２４１２間で振動、浮遊かつスモーク化
しつつ担持板１９の長傾斜版部２３傾斜面を上方へ向け
て搬送され、搬送途中でコロナ放電器１３でさらに荷電
されて、水平板部２ノの現像領域に到達し、開口部Ｉ６
を介してドラム１に供給されて静電潜像の現像が行なわ
れる。現像に寄与しないトナー１１はさらに搬送され短
傾斜板部２２において下方へ落下し、容器１８の傾斜底
面１７に泪って重力の作用で滑降して、担持板１９の長
傾斜板部２３下端側へ戻る。

以上のように構成しても上記第１の実施例同様の効果が
得られるだけでなく、トナー搬送機能が付加され、担持
板１９として回転体駆動装置を使用する必要がなくなる
ため、装置の簡素化、小型化が可能となる。特に本実施
例においては、担持板１９の傾斜面をトナー１１が上方
へ向かって搬送されるためには１コロナ帯電器１３によ
るトナー帯電が非常に有効な手段となる。

〔発明の効果〕　、 以上説明したように本発明によれば、静電潜像保持体に
対向配置された現像剤担持体と、この現像剤担持体に配
設された複数の電極と、これら電極間に時間的に変化す
る電界を形成することにより、上記現像剤担持体に担持
される現像剤をスモーク状態にして上記静電潜像保持体
に供給する電界形成手段と、上記現像剤担持体に担持さ
れた現像剤を荷電する帯電器とを具備したから、特殊な
処理の施されていない一般的な現像剤を使用した場合に
も、現像剤の振動運動が安定かつ均一に起動され、以て
均一性の良い高品質な現像画像を安定して得ることがで
き、しかも、相持体表面の電極パターンを微細なものと
する必要がなく、製造コストが安価になるとともに、担
持体表面の電極に高電圧を印加する必要がなく、放電破
壊による破損等が生じない等優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す概略的断面図、第
２図は本発明の第２の実施例を示す概略的断面図、第３
図は同実施例の担持板を示す斜視図で・ある。 １・・・静電潜像保持体（ドラム）、４・・・現像剤担
持体（筒状ローラ）、５、〜５．６・・・電極、８・・
・交流電源、９・・・直流電源、１１・・・現像剤（ト
ナー）、１３・・・帯電器（コロナ帯電器）、１９・・
・現像剤担持体（担持板）、２４□〜２４□２・・・電
極、２５・・・交流電源、２６・・・交流電源、２７・
・・交流電源。 出願人代理人　弁理士　　鈴　江　武　彦手続補正書 昭和　４戸８・１ρ・２０［−１ 特許庁長官　　若　杉　和　夫　　殿 ■、事件の表示 特願昭５８−６５０３４号 ２、発明の名称 現　　像　　装　　置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （３０７）東京芝浦電気株式会社 ４、代理人 ６　補正の対象 明細書 ７、補正の内容 （１）　　明細書、第２頁第１７行目の「機械的振動や
担持体と」を「機械的振動がなく担持体と」と訂正する
。 （２）　　明細書、第２頁第２０頁目〜第３頁第１行目
の「■現像剤が・・・可能である。」を削除する。 （３）明細書、第３頁第２行目の「■荷電した現像剤の
みが保持体上の」を［■荷電した現像剤のみが飛翔し、
保持体上の」と訂正する。 （４）明細書、第３頁第４行目の「■」を「■」と訂正
する。 （５）　　明細書、第３頁第９行目の「■」を「■」と
訂正する。 （６）　　明細書、第３頁第１０行目の「■」を「０と
訂正する。 （７）明細書、第４頁第１７行目〜第１８行目の「印加
することも不必要」を、（印加することも必要」と訂正
する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 静電潜像保持体に対向配置された現像剤担持体と、この
   現像剤担持体に配設された複数の電極と、これら電極間
   に時間的に変化する電界を形成することにより、上記現
   像剤相持体に担持される現像剤をスモーク状態にして上
   記静電潜像保持体に供給する電界形成手段と、上記現像
   剤担持体に担持された現像剤を荷電する帯電器とを具備
   したことを特徴とする現像装置。